第二部分-碎矿筛分-06版 (NXPowerLite)

★选矿是什么？是怎么产生的？★岩石、矿物、矿石、脉石的关系及定义。★常用的选矿方法有哪些？★选矿处理的三个最基本的工艺过程是？★选矿常用的工艺指标有哪些？怎样理解

矿物加工就是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。选矿学是研究矿物分选的学问，是一门分离、富集、综合利用矿产资源的技术科学。一、矿物、矿石的概念

1.矿物、矿石的概述

地球的外壳是由岩石组成的，岩石是由矿物组成的，矿物：地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。有用矿物：能够为人类利用的矿物。矿石：含有有用矿物的矿物集合体，其中有用成分在现代技术经济条件下能够回收加以利用。矿床：在地壳或地表上矿石大量积聚具有开采价值的区域。脉石矿物：在矿石中，目前工业上尚不能利用的一些矿物。

2.矿石的分类

矿石的种类很多，除了金属矿石和非金属矿石之分外，在金属矿石中还按金属存在的化学状态分成硫化矿石、氧化矿石和混合矿石。当矿石中只含有一种有用金属时，称为单金属矿石；含有两种以上金属时，称为多金属矿石。

二、选矿的目的和任务

选矿的目的：从矿山开采出来的矿石，一般品位都比较低，为了满足下一步处理的要求，在冶炼之前就需要用选矿的方法，将脉石和有用矿物分开，使金属品位提高，得到适于冶炼或其它部门要求的原料。矿石中往往都含有几种有用成分，为了最充分利用国家矿产资源，必须尽可能的将它们分别回收，选出符合要求的单独精矿。此外，矿石中除了有用成分外，常含有有害杂质，在冶炼中，这些有害杂质常常会影响金属的质量，因此必须在冶炼前去除有害杂质。

选矿的任务：分离有用矿物和脉石，把共生的有用矿物尽可能的相互分离成单独的精矿，除去有害杂质，充分合理的利用矿产资源。

三、选矿过程和选矿方法

1.选矿方法根据不同的矿石类型和对选矿产品的要求，在实践中可采用不同的选矿方法。常用的选矿方法有重选法、磁选法、电选法和浮选,其中浮选法应用最广。重选法广泛地应用于黑色、有色、稀有金属和煤的分选；磁选法多用于黑色金属和稀有金属的分选，也可用于从非金属矿物原料中除去含铁杂质，还可用于净化生产、生活用水以及重介质选煤中磁铁矿的回收；电选法用于有色金属矿石和稀有金属矿石、黑色金属(铁、锰、铬)矿石的分选，还用于非金属矿石(如煤粉、金刚石、石墨、石棉、高岭土和滑石等)的分选；浮选法可用金属及非金属矿物的分选。此外，还有光电选矿法、化学选矿法及其他特殊选矿法。各种选矿方法有时单独使用，有时是几种方法的联合应用。

2.选矿过程矿石的选矿处理过程是在选矿厂中完成的。不论选矿厂的规模大小，一般都包括以下三个最基本的工艺过程：①矿石分选前的准备作业:包括原矿的破碎、筛分、磨矿、分级等工序本过程的目的是使有用矿物与脉石矿物单体分离，使各种有用矿物相互间单体解离为选矿分离创造适宜的条件.②分选作业:借助于各种选矿方法将有用矿物同脉石分离，并使有用矿物相互分离,富集获得最终选矿产品.③分选后产品的处理作业:包括各种精矿、中矿、尾矿产品的脱水，浓缩、过滤、干燥和洗水澄清循环复用等。三、选矿过程和选矿方法四、选矿常用的工艺指标1.品位——是指产品中金属或有用成分的质量与该产品质量之比，常用百分数表示。通常用a表示原矿品位；β表示精矿品位；θ表示尾矿品位。2.产率——产品质量与原矿质量之比，叫该产品的产率，通常以γ表示。13.回收率——精矿中有用成分的质量与原矿中该有用成分质量之比，称为回收率，常用ε表示。回收率可用下式计算：式中：ε——回收率，%；

a——原矿品位，%；

β——精矿品位，%；

γ——精矿产率，%。

有用成分回收率是评定分选过程(或作业)效率的一个重要指标。回收率越高．表示选矿过程(或作业)回收的有用成分越多所以．选矿过程中应在保证精矿质量的前提下，力求提高有用成分回收率。

84.选矿比——原矿质量与精矿质量的比值用它可以确定获得1t精矿所需处理原矿石的吨数。常以K表示。5.富矿比(或富集比)——精矿品位与原矿品位的比值，常用E表示，E=β/a，它表示精矿中有用成分的含量比原矿中该有用成分含量增加的倍数，即选矿过程中有用成分的富集程度。☆粒度及粒度表示方法☆粒度分析方法☆实验室常用的筛分设备☆筛分及基本理论1.1粒度及粒度分析1.1.1粒度及其表示方法粒度--描述单一颗粒大小的尺寸称为粒度。球形或立方体颗粒的粒度即为直径或边长；对于外形不规则的颗粒，其粒度以三维尺寸(长a、宽b、厚c)的算术平均值d=(a十b＋c)/3或几何平均值表示。平均粒度——描述物料群的粒度称为平均粒度。

对d1/d2＜的粒级，即粒度范围较窄的物料群，其平均粒度d=(dl+d2)/2；对于粒度范围较宽的物料群，通常有数个粒级，要用统计学上求平均值的方法计算其加权算术平均粒度ds，或加权几何平均粒度dj，或加权调和平均粒度dt：式中：γi是平均粒度为di的粒级占物料总量的质量百分率。1.1.2粒度分析方法粒度分析是一种技术操作．它的任务是测定碎散物料的粒度特性。选矿工程中常用的有以下三种：

1)筛分分析法——此法是利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分，n层筛子可把物料分成(n+1)个粒级，各粒级的上、下限粒度通常就取相应筛子的筛孔尺寸。筛分分析法广泛用于测定0.04-100mm散粒的粒度组成，更大粒度的物料也可编制更大筛孔的筛子，但对于小粒度的物料，一是制作相应筛孔的筛子较困难，二是很难筛得充分。一般干筛的分级粒度最小至0.1mm。0.04-100mm物料须用湿筛。筛分分析法的特点是设备简单，易于操作，但筛析结果受颗粒形状和筛分时间的影响较大。

2)水力沉降分析法——此法是利用水力分析装置，根据不同粒度的颗粒在水介质中沉降速度不同而分成若于粒级。该法适用于测定l-75μm细粒物料的粒度组成，其特点是不像筛分分析法那样严格按颗粒几何尺寸分级，而是按沉降速度分级。因水力沉降过程受颗粒密度和形状的影响，密度大的小颗粒与密度小的大颗粒有可能进入同一个粒级。

3)显微镜分析法——此法是利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状，适用于0.1-50μm的物料，可检查分选产品或校正水力沉降分析结果，也可研究矿石的结构其主要特点是直观。

4)激光粒度分析法1.2筛分分析1.2.1筛分工具

1.标准筛标准筛是一套筛孔尺寸大小有一定比例的、筛孔边长及筛丝直径均按有关标准（21/2美国、英国、加拿大；101/10法国、前苏联等）制造的筛子使用时将各个筛子按筛孔大小从上至下顺序叠放，上层筛孔大，下层筛孔小各筛子所处的层位次序称为筛序。每两个相邻筛子筛孔尺寸的比值称为筛比。有的标准筛确定一系列筛子中的某个筛子作为基准筛，简称基筛。标准筛都有筛底和筛盖，分另别用以收集筛下产品和防止物料溅失。2.非标准筛非标准筛并非是随意制作的筛子，对某些主要特征一般都作出规定。如煤炭工业规定筛孔尺寸依次为100mm、50mm、25mm、13mm、6mm、3mm、0.5mm，必要时可以增减筛孔尺寸。很显然，标准筛是用于细物料的筛分，而非标准筛是用于粗物料的筛分。1.2.2筛分试验筛分试验按筛分物料粒度的大小分为大筛分与小筛分，大筛分使用非标准筛，小筛分使用标准筛；按筛分时是否使用水介质促进筛分的进行又分为干筛与湿筛。因大粒度物料容易筛分，当试料水分与含泥量较大时，可以先晾晒，因此，大筛分一般采用干筛。对于小筛分，当试料水分与含泥量较小且要求不甚严格时，可采用干筛，否则宜采用湿筛。筛分试验所用试样的重量与试样的粒度有关，见表1-1-2物料最大粒度/mm0.10.30.51351020试样最小重量/kg0.0250.050.10.20.52520表1-1-2试样量与粒度关系表

筛分时间对筛分结果有较大的影响，衡量筛分是否完全的方法是，采用人工筛分，如果1分钟内所得筛下物料量小于筛分前筛上物料量的1%，则认为筛分完全，否则重筛。筛分试验后各粒级的重量和与原试样重量的差值，不得超过原试样的重量的1%-2.5%，否则重做。1.3筛分及基本理论(粒度特性曲线和粒度特性方程式)

1.3.1粒度特性曲线累积粒度特性曲线有如下用途：①可确定任何指定粒度的相应累积产率；或由指定的累积产率查得相应的粒度。②可求出任一粒级(d1-d2)的产率，它等于粒度dl及d2所对应的纵坐标的差值。③由曲线的形状可大致判断物料的粒度组成情况。对于正累积的粒度特性曲线，若曲线向左下角凹进，表明物料中细粒级含量多；若曲线向右上角凸起，说明粗粒级含量多；若曲线近似直线，则表示粗、细粒度分布均匀。17图1-1-3是根据表1-1-3绘制的半对数累积粒度特性曲线，因处，故曲线的左端不能画到粒度为零处。图1-1-4是根据表1-1-3绘制的全对数负累积粒度特性曲线，因纵坐标也采用了取对数处理，曲线已直线化了，这样便于求出该直线的斜率和截距，进而将曲线用数学方程式表示出来，借此确定颗粒粒度在物料中的分布规律。筛面倾斜角筛面颗粒的速度筛分顺序颗粒性质筛子性能2.1概述2.1.1筛分的基本概念

碎散物料通过一层或数层筛面被分成不同粒级的过程称为筛分。本章的筛分是指工业筛分。筛分过程一般是连续的，筛分原料给到筛分机械(简称筛子)上以后，小于筛孔尺寸的物料透过筛孔，称为筛下产物；大于筛孔尺寸的物料从筛面上不断排出，称为筛上产物。在单位时间内给到筛面上的原料的质量称为生产率，单位是t/h。但在选矿或选煤生产中，更习惯称之为处理量、处理能力或筛子负荷。若在筛分时使用了n个筛子可得到(n十l)个产物。筛分过程动画☆

独立筛分☆

准备筛分☆

预先筛分与检查筛分☆

脱水筛分☆

脱泥筛分与脱介筛分☆

选择性筛分1.独立筛分当筛分产品作为最终产品供给用户使用时，称为独立筛分，如煤、铁矿石和建筑石料的筛分。2.准备筛分当筛分是为分选作业提供不同粒级的入选矿物时，称为准备筛分，如重选及磁选前的矿物筛分。3.预先筛分与检查筛分当筛分作业和破碎作业配合进行时称为辅助筛分。若用在破碎前把合格粒级预先筛出叫预先筛分：若用在破碎后以控制破碎产品的粒度则叫检查筛分。预先筛分有时也称为准备筛分。许多情况下，一个筛分作业能同时起预先筛分和检查筛分的作用.4.脱水筛分将伴有大量水的碎散物料(如渣浆、泥浆、矿浆等)作为筛分原料，以脱除其中液相为目的的筛分称为脱水筛分。例如湿法选矿或选煤生产，都需要在水介质中进行，精、尾矿(煤)中含有大量的水，脱水筛分一方面可以提高产品质量，便于贮存和运输等，另一方面可以回收水，以便循环使用。

5.脱泥筛分与脱介筛分为达到一定的工艺目的，将碎散物料或伴水的碎散物料作为筛分原料，脱除其中细粒的筛分，称为脱泥筛分或脱介筛分。例如，在重介质选煤时，为了减轻煤泥对介质系统的污染，在煤进入重介质分选机前所进行的脱泥筛分；在跳汰选煤时，为降低洗水粘度，提高细粒煤的分选效率，在煤进入跳汰机前的脱泥筛分.6.选择性筛分通常，筛分是将碎散物料按几何尺寸(粒度)进行分离的，但在某些情况下，筛分可将散料按质量分离，如选矿或选煤生产中按品位或灰分分离，这种筛分称为选择性筛分。例如，一些铁精矿再磨循环中的细粒筛分就有选择性筛分的作用，通过细筛能提高铁精矿品位；在以含黄铁矿为主的高硫煤中，硫分大部分集中在大块煤内，通过筛分可将硫分除去；在某些煤矿，块煤灰分与末煤灰分不同，通过筛分可降低某一筛分产品的灰分；很多种煤块的脆性比混杂其中的矸石块脆性大，用滚筒碎选机边破碎边筛分，就能使低灰分的筛下物和高灰分的筛上物分离。2.1.3筛分机械的类型及其主要特点

筛分机械按筛面的结构形式和运动形式，将其分为以下几种类型。

1．固定筛

2．滚筒筛

3．振动筛

4．其他筛分机2.1.4筛分过程碎散物料的筛分过程，可以看做由两个阶段组成：一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗颗粒所组成的物料层到达筛面，简称穿层或分层；二是细颗粒透过筛孔成为筛下物，简称透筛，同时粗颗粒也排出筛面成为筛上物。为此，物料和筛面之间必须存在相对运动，使粗粒层经常处于松散状态，便于细颗粒穿过粗颗粒之间的空隙，促使细颗粒透筛。同时对筛面上的物料层必须有一定的输送能力。

2.2.1颗粒透筛的概率假定直径为d的单个球形颗粒在重力作用下向水平布置的筛面自由落下，筛丝直径为a，方形筛孔的边长为L(L≥d),如图1-2-3所示。如果颗粒能够透过筛孔，则必须是球形颗粒的中心位于图中的阴影面积(L-d)2

之内，否则，它将碰到筛丝被弹回。而整个过程(可称为事件A)发生在面积(L+a)2

之内。不难想像，颗粒透过筛孔的概率P(A)(又称或然率)与面积(L-d)2成正比，与面积(L+a)2成反比，即：(l-2-1)2.2筛分过程

2.2.2筛分效率筛子有两个重要的工艺指标：一个是它的处理量，它是表明筛分工作的数量指标；另一个是筛分效率，它是表明筛分工作的数量指标。所谓筛分效率，是指实际得到的筛下产物重量与入料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的重量之比。2.2.3倾斜筛面的筛分粒度

相对水平面倾斜安装的筛面称为倾斜筛面，筛面与水平面的夹角称为筛面倾角。倾角的大小与筛子的生产率和筛分效率有密切的关系，倾角大，料层在筛面上向前运动的速度就快，生产率就大；但这样使物料在筛面上停留的时间缩短，减少了颗粒透筛机会，降低了筛分效果。2.2.4颗粒平行于筛面运动时的速度

颗粒平行于筛面运动时的速度是指相对速度。产生这种相对速度的缘由可能是物料运动而筛面不动，如固定筛；也可能是物料不怎么运动而主要是筛面运动，如滚筒筛和摇动筛。

颗粒运动轨迹方程式为：y=xtanα+gx/(2v2cosα)颗粒中心在O1点上的坐标为：x1=Lcosα-1/2(cosα+sinα)y1=Lcosα-1/2(cosα-sinα)v≤[L-d/2(1+tanα)]{g/[d(cosα+sinαtanα)]}0.5当α=0°时，v≤(L-d/2)(g/d)0.5

接近筛孔大小的难筛粒，令d=Lv≤50（d)0.5由于筛面上发生的现象很复杂，在调整筛子时，只能用试验方法确定物料沿筛面最适宜的运动速度。2.2.5筛分顺序筛分流程可以分为：由粗到细的流程，由细到粗的流程以及联合流程。◆第一种种流程的优点是：1)筛面的磨损较小，虽然全部物料及其中的最大块加到筛孔最大的筛面上，但这个筛面往往由钢棒组成，不易磨损，并可保护下面的细孔筛网；2)细级别的物料筛分效率较高，因为加到细孔筛面上的物料数量较少；3)粗级别的物料在筛分过程中的破碎现象较少，因为粗级别的物料很快地从筛分过程中分出，这一点对煤的筛分具有重要意义；4)由于筛面是多层重叠的，所以筛分装置的布置比较紧凑。◆第二种流程的优点：检修方便，容易观察各层筛面的工作情况；除此以外，各筛分级别可以沿整个筛面长度分别排出但是，

缺点：1)筛面的磨损很快，筛分效率较低，因为全部物料都加到筛孔最小的筛面上；2)脆性物料的大块可能在筛面上破碎。2.2.6筛分过程动力学

筛分过程动力学主要研究筛分过程中，筛分效率与筛分时间的关系。

设dw是时间微元量dt内所产出的筛下物微元量，则dw/dt代表单位时间内筛下物的产量，称为筛下物的产出速率，它与筛面上料层中小于筛分粒度的物料量w成正比:对上式积分：得：

设w0是筛分原料中小于筛分粒度的物料量，根据筛分效率的定义有：下列公式更符合实际

令,则有:由得:令,则:筛分动力学应用之一:可以研究筛子的负荷与筛分效率的关系.筛分动力学应用之二:可以研究筛子的筛面长度与筛分效率的关系.对于振动筛,n取3。☆原料性质☆筛子性能含水率含泥量粒度特性密度特性筛面运动形式筛面结构参数操作条件的影响1.物料性质的影响1)含水率2）含泥量如果物料含有易结团的混合物，即使水分含量很少，筛分也会较困难。3)粒度特性主要指原料中含有对筛分过程有特定意义的各种粒级物料含量。物料粒度特性对筛分过程的影响见下表。粒级名称及粒度范围对筛分过程的影响原料（d1~d2）能筛粒级易筛粒（d1~0.75L）容易穿过粗粒层并接近筛面继而透过筛孔（d1~L）难筛粒（0.75L~L）难于穿过粗粒层透筛，易卡在筛孔里不能筛粒级阻碍粒（L~1.5L）对其它颗粒有阻碍作用，易卡在筛孔里（L~d2）非阻碍粒1.5L~d2）对其它颗粒阻碍作用很小4)密度特性若粗粒密度小，细粒密度大，则容易筛分，若粗粒密度大，细粒密度小，则不易筛分。2.筛子性能的影响1)筛面运动形式——筛面运动形式关系到筛上物料层的松散度及需要透筛的细物料相对筛面运动的速度、方向、频率等，因而对分层、透筛过程均有影响。摇动筛上的物料主要是沿筛面方向滑动，在筛面法向的速度分量较小，不利于细粒透筛几种典型筛子的筛分效率大致如表1-2-5所示。表1-2-5不同运动特性筛面的筛分效果筛面运动形式固定不动筒形转动摇动振动筛分效率/%50-606070-80≥902)筛面结构参数筛面宽度与长度——一般情况下，筛面宽度决定筛子的处理能力，筛面越宽，处理能力就越大；筛面长度决定筛子的筛分效率，筛面越长，效率就越高对于振动筛，增加宽度常受到筛框结构强度的限制。通常，宽度越大，筛框的寿命就越短。目前，我国筛宽一般在2.5m以内，而有的国家筛宽达5.5m。

常见的筛孔形状有圆形、方形和长方形三种，依次以直径、边长和短边长来表示筛孔的尺寸。当三种筛子具有相同的筛孔尺寸时，筛下产物的粒度上限却不相同。筛下产物的最大粒度按下式计算：

dmax=kL(1-2-21)式中dmax——筛下产物最大粒度；

L——筛孔尺寸；k——系数，见表1-2-6。3．操作条件的影响对一定的筛子和筛分原料而言，操作条件主要是指给料的数量和质量。前者即筛子负荷，通常以t/(台·h)或t/(m2·h)为单位，它与筛分效率的关系在前面已经论述；后者是指应保持连续和均匀地向筛子给料，其中均匀性既包括在任意瞬时的筛子负荷都应相等，也包括物料是沿整个筛面宽度上给进。此外，及时清理和维修筛面，也有利于筛分操作。固定筛

固定筛振动筛细筛其他筛分设备2.3筛分机械2.3.1筛分机械及工作原理筛分机械固定格筛固定条筛滚轴筛一、固定格筛和固定条筛二、滚轴筛三、振动筛

振动筛是指筛筐作小振幅、高振次振动的一类筛分机械，常用来对粒度在350-0.25mm之间的碎散物料进行筛分。E=80%-90%。双轴直线振动筛共振筛圆运动振动筛直线运动振动筛惯性振动筛自定中心振动筛重型振动筛1.惯性振动筛入筛物料中的最大块粒度通常不超过100mm2.自定中心振动筛筛分物料的最大块粒度也相应提高到了150mm。3.重型振动筛给料的最大块粒度可达350mm4.双轴直线振动筛

运动轨迹为直线筛面可以水平安装特别适合于物料的脱水、脱泥和脱介5.共振筛四、

概率筛、等厚筛

这些振动筛是我国七八十年代的产品，主要用于中等粒度的煤炭或矿物的干法筛分。1.概率筛：与其他振动筛比较，概率筛的特点为：①在结构方面，筛面长度短，倾角大，层数多，筛孔尺寸与筛分粒度的比值大；②在运动参数方面，筛箱的振幅小，振频高，振动方向角大；③在筛分性能方面，单位筛面面积的处理能力大，抗堵孔能力强，属于近似筛分。

2.等厚筛五、细筛细筛一般指筛孔尺寸小于0.4mm、用于筛分0.2~0.45mm以下物料的筛分设备。当原料的水分、粘性物及细颗粒的含量均较高时，一般的惯性振动筛按较小的筛分粒度进行干法筛分时常发生筛孔被堵塞的现象。为此，人们研制了各种干法细筛，这些筛子的结构原理新颖，效果显著，但结构一般较复杂。1.旋转概率筛旋转概率筛工作时不振动，只转动．筛缝比筛分粒度大得多，具有显著的概率筛分效应，故称为旋转概率筛其结构原理如图l-2-43所示。

旋转概率筛主要由给料、筛分和排料3个运动系统构成,分别由3台电动机驱动。如图1-2-43所示，给料系统主要由入料槽1、旋转轴套18、给料盘2、给料螺旋4和驱动装置3组成。物料经入料溜槽给到低速旋转的给料盘上，在给料螺旋的配合下沿给料盘径向朝外移动，到达边缘时靠重力自由落下，呈环状物料带进入下面的筛盘5，实现连续给料。

立式圆柱形筛筒5的上部通过径向筛条装有给料圆盘3，给料圆盘的周边与筛筒的内表面有一定间隙，以便使筛分原料漏下；筛筒的中部或下部装有“米”字形支撑架，筛筒通过安装在“米”字架中心和给料盘中心的一对轴承10支承在立置的曲轴4的偏心轴径处。曲轴的上部齿轮通过行星齿轮与装在给料盘上的内齿圈(三者构成减速器2)联系；曲轴的上端和下端各装有一个轴承12，并通过轴承座支承在机壳6上。当电动机通过传动带驱动曲轴转动时，带动筛筒绕O一O轴线作水平面的高速圆运动，同时，由行星齿轮减速器带动给料盘和筛筒绕其几何轴线(O1一O1线)低速转动，即筛筒的运动是复合运动。为平衡筛筒作圆运动时所产生的离心惯性力，在曲轴上装有配重8。2.立式圆筒立式圆筒筛的结构原理如右图l-2-45所示。3.变幅筛变幅筛的结构原理如图1-2-47所示。4.弛张筛弛张筛的结构原理如图1-2-48所示。弛张筛是双质量振动系统，采用聚氨酚橡胶筛面，支承筛面的任意两根相邻横梁都分别属于两个振动质体，其中一个质体是筛箱，另一个质体是配重。当两质体相差二相位振动时，任意两根相邻横梁时而靠近，时而远离，弹性筛面也相应时而松弛，时而张紧，即筛面随筛箱作牵连运动的同时，还相对筛箱作相对运动。这种弛张运动不仅使筛孔不断产生变形，而且大大增加了筛面的振动强度，从而有效地克服了筛孔堵塞现象，显著提高了筛机处理能力。因筛箱的振动强度并不大，故机械强度容易保证，但筛面的振动强度较大且反复变形，故筛面寿命较低。1055.无振动离心筛无振动离心筛的结构原理如图1-2-49所示。6.弧形筛2.3.2振动筛的主要部件1．筛箱(l)筛框

把筛面固定在筛框里就构成了筛箱，筛框是用型钢组合起来的结构件，对它的基本要求是具有较大的整体刚度和抗疲劳强度如图1-2-16所示。

(2)

筛面对筛面的基本要求是：有足够的机械强度、最大的开孔率、筛孔不易堵塞。所谓开孔率，是指筛孔总面积与整个筛面面积之比。常见的筛面有筛蓖、筛板、筛网、筛片和筛布等几种。按材质可分为金属和非金属两种。①筛蓖——筛蓖是由平行排列的具有一定断面形状的一组蓖条直接固定在筛框横梁上而构成的筛面，因此又称为蓖条筛面或棒条筛面。常见的蓖条的形状如图1-2-17所示。②筛板——筛板是用A3、16Mn、16MnCr等材料的钢板经钻孔或冲孔等加工方法制作的种筛面。筛板的厚度h一般是5-12mm，筛孔尺寸D越大，板厚h也应相应增大，以保证其足够的强度。通常按公式h=0.625D确定。常用的孔形是圆形、方形等。如图1-2-19(a)所示。

③筛网——筛网是用钢丝编织而成的筛面，筛孔一般为方形。筛网的开孔率较高，可达70%，但没有筛板牢固，寿命较短。一般用于中、细粒度筛分。

④筛片—筛片是用圆形金属丝冷压成梯形、三角形或其它上宽下窄断面的筛条后，再经焊接或螺栓联结而成的筛面。在选煤厂，筛片的筛缝主要有0.25mm、0.5mm和0.75mm等几种，广泛应用于脱水、脱泥和脱介筛分。⑤筛布—又称网状丝布，与筛网类似，只是丝线和筛孔都较小。在选煤厂，常用于进行煤泥或末精煤的脱水、分级、回收等。⑥非金属筛面—制作筛面的材料有聚氨酯、尼龙、涤纶等。用聚氨酯可制作各种结构、各种孔径的筛面，由于其刚度、强度均比金属低，筛条较粗，开孔率比同规格的近属筛面较低，一般不适用于制作筛孔很细的筛面；尼龙和涤纶丝线一般用于制作孔眼很小的筛布。2.惯性激振器(1)

单轴激振器→偏质轮式→偏质轴式→偏质轮轴式→偏质块式(2)双轴激振器双轴激振器基本上就是两个或两组单轴激振器的组合，按照偏心质量分配方式分类的单轴激振器，都可组合成对应的双轴激振器。偏质轴式直线振动筛双轴激振器见图1-2-25。(3)振动电机振动电机是把电动机和激振器合二为一的通用机电产品，用于包括振动筛在内的多种振动机械，其结构见图1-2-27。3.传动装置振动筛的传动装置有带传动、挠性联轴器传动和联合传动三种。★V形带传动功率大、效率高，被广泛采用；★

挠性联轴器有万向联轴器和瓣形轮胎联轴器两种，其中后者的挠性件用输送带制作，取材容易、维修方便、造价低，故应用更为广泛。★

联合传动装置包括V形带、挠性联轴器和传动轴。2.3.3筛分设备生产能力的计算1.振动筛振动筛生产能力，通常按以下经验公式计算：Q=ΨK1K2K3K4K5K6Fｑγ式中：Q—振动筛生产能力（t/台·h）

Ψ—振动筛的有效筛分面积系数；单层筛或双层筛的上层筛面Ψ=0.8~0.9；双层筛作单层筛使用时，下层筛面Ψ=0.6~0.7；作双层筛使用时，下层筛面Ψ=0.65~0.7；F—振动筛几何面积（m2/台）q—振动筛单位面积的平均容积生产能力，（m3/m2·h），见表5-10；

γ—筛分物料松散密度（t/m3）

K1、K2、K3、K4、K5、K6—修正系数振动筛单位面积的平均容积生产能力q值

筛孔尺寸(mm)0.50.20.30.50.81234568q(m3/m2·h)1.11.62.33.24.04.45.66.38.711.012.915.9筛孔尺寸(mm)1012141620253040506080100q(m3/m2·h)18.220.121.723.125.427.829.632.637.641.648.053.0

修正系数K1，K2，K3，K4，K5，K6修正系数影响因素筛分条件和各修正系值K1细粒给矿中小于筛孔之半的颗粒含量（%）〈10102030405060708090K1值0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0K2粗粒给矿中过大颗粒(大于筛孔)含量（%）〈10102030405060708090K2值0.910.940.971.031.091.181.321.552.02.36K3筛分效率筛分效率（%）40506070809092949598K3值2.32.11.91.61.31.00.90.80.60.4K4颗粒形状和矿石种类颗粒形状各种破碎后物料(除煤外)圆形颗粒(海砾石)煤K4值1.01.251.5K5湿度物料的湿度筛孔小于20mm筛孔大于25mm干的湿的成团视湿度而定K5值1.00.75～0.850.2～0.60.9～1.0K6筛分方法筛分方法筛孔小于25mm筛孔大于25mm干的湿的(附有喷头)任意的K6值1.01.25～1.401.02.固定筛固定筛的筛分面积可按以下公式计算：F=Q/qa式中：F—条筛的筛分面积（m2）Q—给入条筛的矿量（t/h）；q—按给矿计的1mm筛孔宽的固定条筛单位面积生产能力（t/m2·h·mma—条筛筛孔宽度（mm）算出筛分面积后，确定筛子的宽度（B）和长度（L）。在设计中，固定筛的长度和宽度常按实际经验确定，即：B=（2.5~3）Dmax，L=（2~3）B。每1mm筛孔宽的固定条筛单位生产能力（t/m2·h）

筛孔宽a(mm)q(t/m3·h·mm)255075100125150200筛分效率（E=70%～75%）的q值筛分效率（E=55%～60%）的q值0.531.160.511.020.460.920.400.800.370.740.340.680.270.543.滚轴筛处理量计算公式为：q=q0A式中q－滚轴筛处理量，t/hA－滚轴筛筛分面积，m2q0－单位筛分面积处理量，t/(m2.h)。

滚轴筛单位面积处理能力q0值

筛孔尺寸/mm0.20.30.40.50.60.81.01.52.02.53.0q0/t·m-2·m-10.60.70.81.01.11.41.62.22.53.03.23.弧形筛处理量计算公式为：

q＝160φAv式中q－弧形筛处理量，t/hA－弧形筛筛分面积，m2φ－筛网有效面积系数，一般取0.3～0.4。v－矿浆给入速度，当矿浆自流给入时，v=0.3～3m/s；当矿浆用泵给入时，v可达到6m/s。弧形筛也可用下式计算单位面积处理量：q0＝170（d）1/2q0－弧形筛单位面积处理量，m3/(m2.h)。d－筛孔尺寸，mm。

弧形筛筛孔尺寸与筛下产品计算粒度关系筛下产品计算粒度/mm0.20.30.40.50.60.81.01.52.02.53.0筛孔尺寸/mm0.60.70.81.01.11.41.62.22.53.03.2☆破碎比及破碎产物的粒度特性挤压破碎劈裂破碎折断破碎研磨破碎冲击破碎面积假说体积假说裂缝假说⊙改进现有设备，这方面经常是根据用户自己需要来进行，而不常见市场上大规模生产或研制的新设备。⊙研究粉碎过程中节能、高效的理论，力求找出新理论，突破人们已熟知的破碎三大理论。⊙研究新的非机械力的高能或多力场联合作用的破碎设备，目前还少见有工业化的设备，基本处于研究阶段。3.1概述破碎是在外力作用(包括人力、机械力、电力、化学能、原子能或其他方法等)下克服物料分子间的内聚力使大块物料变成小块物料的过程。它是用外力施加于被破碎的物料上。叶贤东等研究了超临速磨机的动力学方程，推导出其动力学方程通式为：随着超临速磨机转速增大，磨矿速度迅速增加；随着磨矿时间延长，磨矿速度减小。3.1.1破碎作业在选煤厂和选矿厂中的作用

破碎作业在选煤厂和选矿厂在所破碎物料的物理机械性能和破碎产品粒度要求方面存在较大区别如下：

1）满足选煤机械和选矿机械对入选物料最大入选粒度的要求，例如，我国入选原煤粒度一般在50mm以下，而从煤矿运来的原煤最大粒度可达300mm，所以，应对大块原煤进行破碎；井下和露天开采的矿石的粒度分别可达600mm与1500mm，也需破碎。

2）满足夹矸煤中的煤与矸石的解离、有用矿物与脉石的解离要求。对于煤与歼石夹杂共生的夹矸煤，必须先使夹歼煤解离，才能入选而达到分选的目的。

3）满足用户对选后产品粒度的要求。例如，对炼焦用煤需破碎到3mm以下。☆

选矿(煤)上艺中的作用不同☆

按破碎产物的粒度不同☆

按其所消耗的能量形式→准备破碎(分选前)→最终破碎(分选后)→机械能破碎→非机械能破碎→粗碎:d>50mm→中碎:6mm<

d<25mm→细碎:1mm

<d<6mm→粉碎:d<1mm☆

挤压破碎☆

劈裂破碎☆

折断破碎☆

研磨破碎☆

冲击破碎3.1.3与破碎相关的矿石性质及破碎方法的选择

一、解离度和过粉碎

绝大多数矿石中的有用矿物和脉石，都是紧密连生在一起的，如果不先将它们解离，任何选矿方法都不能富集它们。在细碎的矿石中，有些离子只含有一种矿物，叫单体解离粒；另外一些粒子还是几种矿物连生着的，叫连生粒。某种矿物的解离度，就是该矿物的单体解离颗数，与含该矿物的连生粒颗数及该矿物的单体解离颗数之和的比值，用百分率表示。磨矿产物过于粗，由于解离还不充分，选出的精矿品位及回收率都差。过细会产生难以选别的微细粒子，精矿品位及回收率也会变差，机器的磨损增大，设备处理能力降低，破碎矿石的无益功率消耗增多。

二、岩矿的机械强度、可碎性和可磨性

矿石破碎过程中所表现出来的抵抗外力的强度大小，称为矿石破碎的难易程度。它是衡量矿石可碎性的标准，主要取决于矿石的结构特性和矿物的结晶形态。矿物晶格间的作用力越大，硬度就越大，也就越难破碎。矿石或矿物的结构具有某些缺陷、裂隙时，往往首先易在该部位破裂。影响矿石破碎难易程度的最主要因素是矿石的硬度。它是指矿石抵抗其他物质压入或刻画的能力。矿石的硬度等级有多种分类方法。3.1.4破碎比及破碎产物的粒度特性

一、破碎比和分阶段破碎在破碎过程中，物料粒度与产物粒度的比值叫做破碎比。它表征了物料破碎的程度。破碎的能量消耗和处理能力均与破碎比有关。破碎比计算法有以下几种，各有一定的用途:1.用物料的最大粒度与破碎后的最大粒度的比值来确定i=Dmax/dmax设计中常用这种计算方法，因为设计上要根据最大块直径来选碎矿机的给矿口的宽度。

2.用碎矿机的给矿口的有效宽度和排矿口的宽度的比值来确定。

i=0.85B/S

这种计算方法在生产中很有用，因为生产中不可能经常做筛分分析，但是只要知道碎矿机的给矿口和排矿口宽度，就可以估算出破碎比，近似地了解碎矿机担负的任务。3.1.4破碎比及破碎产物的粒度特性3.用物料的平均粒度与破碎后的平均粒度的比值来确定i=D平均/d平均用这种方法计算的破碎比，较能真实地反映破碎程度，因而理论研究中采用它。整个碎矿流程的破碎比叫总破碎比，各阶段的破碎比叫部分破碎比。i=i1×i2×……×in3.1.4破碎比及破碎产物的粒度特性

在选煤实践中，破碎比并不能准确地描述破碎过程。因为粒度特性相同的物料经破碎后，虽然产物中的最大粒度是一样的，但破碎后粒度特性未必相同，如图1-3-2所示。

为了鉴定破碎机的破碎效果和检查破碎产品的质量，必须确定它们的产品粒度组成和粒度特性曲线。称取一定量试样置于一套标准筛进行筛分10-15min。将各层筛上物料分别进行称量，可以做出原矿、破碎产品和磨碎产品的粒度特性曲线，粒度特性曲线表示产率和物料粒度之间的关系。

从图1-3-3到图1-3-8表示的粒度特性曲线中可以看出，难碎性矿石的粒度特性曲线1都是凸形曲线，这表明矿石中粗粒级物料占多数；中等可碎性矿石的粒度特性曲线2都近似于直线，这表明各种粒级所占的产率大致相等；易碎性矿石中粒度特性曲线3都是凹形曲线，这表明矿石中细粒级物料占多数。

根据图中的粒度特性曲线，可以比较各种矿石的破碎难易程度，检查破碎机的工作情况，比较各种破碎机的破碎效果。3.1.5选煤厂常用的破碎工艺流程运到选煤厂的原煤的最大粒度可达300mm。跳汰与重介质选煤，一般入选粒度小于50mm，所以应对入选原煤进行破碎，使其粒度小于最大允许入选粒度。为满足这一粒度要求，有两种常用破碎系统：第一种是带有准备筛分的开路系统，如图1-3-9(a)

；第二种是带有检查筛分的闭路系统，如图1-3-9(b)。闭路破碎系统的优点是能保证产品粒度小于规定尺寸；缺点是设备较多，流程复杂，破碎机的负荷量应考虑检查筛分的筛上物料量。3.1.6破碎效果评定方法

选煤厂中，无论哪一种破碎作业都应该满足以下两方面要求：

1)破碎产品达到规定粒度，或排料中大于规定粒度的煤块尽可能少.2)尽量避免过粉碎，即排料中过细的煤粒含量要少。因为过粉碎产品的含量多，会给分选作业带来困难，降低精煤产率，同时增加煤泥量，加大煤泥回收和洗水澄清设备的负荷。过粉碎还将加快设备的磨损和增加无谓的功耗，所以应尽量避免。3.2破碎基本理论

矿石在破碎过程中能量消耗与哪些因素有关？在选矿厂中，40％-60％的动力消耗是在破碎和磨碎作业中，这必然引起人们的关注。物料块破碎是沿最脆弱的断面裂开的。这些脆弱断面在物料块被破碎后就不存在了，所以在物料破碎过程中，脆弱点和脆弱面逐渐消失。随着物料粒度的减小，物料变得越来越坚固。因而，破碎较小的物料时，消耗的能量就较多。破碎物料块所消耗的功，一部分使被破碎的物料变形，并以热的形式散失于周围空间；另一部分则用于形成新表面，变成固体的自由表面能。3.2.1面积假说

破碎理论的面积假说是由德国学者P.R.雷廷格(P.R.Rittinger)于1867年提出的。事实上，物料表面上的质点与其内部的质点不同，物料表面相邻的质点不能使其平衡，故物料表面存在着不饱和能。破碎过程使物料增加新的表面，为此雷廷格认为：物料破碎时，外力做的功用于产生新表面，即破碎功耗与破碎过程中物料新生成表面的面积成正比，或内力的单元功dA1与物料的破断面的面积增量dS成正比。即：

dA1=K1dS(1-3-8)

式中:K1---比例系数.3.2.2体积假说

破碎的体积假说是由俄国学者吉尔皮切夫与德国学者基克各自独立提出的。体积假说认为：将几何形状相似的同类物料破碎成几何形状也相似的产品时，其破碎功耗与被破碎物料块的体积或质量成正比，或内力的单元功dA2与破碎物料块的变形体积的微量dV成正比。即：1-3-14式中K2—比例系数。3.2.3裂缝假说

裂缝假说是由F.CBond于1952年提出的介于面积假说和体积假说之间的一种破碎理论。裂缝假说认为破碎矿石时，外力首先使物料块产生变形，外力超过强度极限以后，物料块就产生裂缝而破碎成许多小块。榜德提出的个计算破碎功耗的公式为：

式中：W→将单位质量物料从粒度为F破碎到粒度为P时所需能量；

F→80％的入料所能通过的方形筛孔宽；

P→

80％的排料所能通过的方形筛孔宽；

Wi→功指数。

Wi是理论上不限定的粒度破碎到80％可以通过100μm筛孔宽(或65％可以通过200网目筛孔宽)时所需的功，它在一定程度上表示物料粉碎的难易程度，即可碎性或可磨性。3.2.4破碎理论的评述以上所介绍的三种破碎理论都有局限性和误差．导出的公式只能用于破碎和磨碎过程的定性研究,要准确地选择破碎机和磨矿机的电动机功率，必须在理论计算的基础上广泛地利用实验资料，三种假说都从某个角度解释了破碎的某一阶段。面积假说只注意了新生表面积所需要的能量，而忽视了物料破碎前先出现变形和实际中物料又是非均质的。体积假说只考虑了破碎时的变形能，没有考虑到新生表面积的增加，同样具有片面性。裂缝假说是介于面积假说与体积假说之间，提出破碎功耗与D5/2成正比，但没有充足的理论根据，而且由于它是根据实际资料整理出的经验公式，所以具有一定的适用范围。根据试验研究证实：☺粗碎时新生表面积不多，体积假说较为准确；☺细碎时(破碎到10μm以下时)裂缝假说求得的数据过小，此时新生表面积增加，表面能是主要的，面积假说较为准确；☺在粗碎与细碎之间的广泛范围内，裂缝假说比较适用，因为榜德的经验公式是根据一般破碎设备得出结论，所以在中等破碎比情况下与它大致相符。☼各假说在适合各自的粒度范围内与实际情况的误差不大，因而在应用时，应正确加以选择。

其中，裂缝假说较有实际意义与应用价值,因为面积假说及体积假说公式中的K1与K2分别表示单位表面积与单位体积变形所需的分离为与变形功，这在目前无法确定，故这两个公式的应用受到限制，只能在矿石性质相同的情况下消去比例系数而作一些相对计算分析，定性地说明一些问题。裂缝假说使用的是破碎的净功耗，公式中的各项均是可测定的，故具有广泛的实用价值榜德公式可应用于以下几个方面：

①计算破碎、磨碎功耗在测出功指数Wi的情况下，可以计算各种粒度范围内的破碎磨碎功耗。②选择破碎或磨碎机械测出矿石的功指数Wi，可以计算设计条件下的需用功率，从需用功率的容量上选择破碎或磨碎机械。③比较不同破碎设备的工作效率一如两台破碎机消耗的功率相同，但产品粒度不同，分别计算出其操作功指数，就可以看出哪一台破碎机的效率高。

破碎过程是复杂的，三个假说均有许多因素未加考虑。因此，即使在各自适用的范围内，其结果也只是近似的，还须用实际资料加以校核。3.3破碎机械破碎机械按照使用的粒度范围可将破碎设备分为破碎机与磨碎机两大类。两者的根本区别是：破碎机的破碎部件在工作中不直接接触，破碎面之间总有一间隙，破碎物料就夹在这些间隙中；而磨碎机的工作部件(或介质)相互接触，工作时可能被物料隔开。另外，破碎机比磨碎机的产物粒度大。

破碎机可按工作原理和结构特征划分为：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机和冲击式破碎机。图1-3-10为主要类型破碎和磨碎设备的原理示意图。磨碎设备将在下章中讲述。3.3.1颚式破碎机一、颚式破碎机工作原理：物料在颚式破碎机中的破碎是在两块颚板之间进行的破碎机的可动颚板绕悬挂轴或可动轴对固定颚板作周期性地靠近和离开运动。当可动颚板靠近固定颚板时，位于两颚板间的物料受以挤压为主的作用力而破碎；当可动颚板离开固定颚板时．已破碎的物料在重力作用下由破碎机徘料口排出。通常按给料口的宽度B的大小把颚式破碎机分为三类：→大型颚式破碎机(B≥600mm)；→中型颚式破碎机(300≤B＜600mm)；→小型颚式破碎机(B＜300mm)。颚式破碎机工作原理动画1.简单摆动颚式破碎机颚式破碎机的偏心轴是它的传动轴。由于偏心轴的偏心作用，传动轴每转一圈，垂直连杆就上下运动一次，同时可动颚板也就完成向前和向后各摆一次的动作循环，破碎腔内的物料也就被破碎并排出，这一过程叫做颚式破碎机的工作行程。可动颚板向后退回的过程称为空转行程，可动颚板向前靠近固定颚板的过程称为破碎行程。空转行程与破碎行程的时间各占一半。2.复杂摆动颚式破碎机

由图l-3-12可知，复杂摆动颚式破碎机较简单摆动颚式破碎机少了一根可动颚板的悬挂轴；可动颚板与连杆合为一个部件，没有垂直连杆；肘板也只有一块。可见，复摆式破碎机的构造比简摆式破碎机的构造简单。但可动颚板运动却比较复杂，这儿不作介绍。

二.颚式破碎机的主要参数

1.给矿口宽度

给矿口宽度决定碎矿机最大给矿块度的大小。一般颚式破碎机的最大给矿块度（D)是碎矿机给矿宽度(B)的75~85%,通常，复摆颚式破碎机可取给矿口宽度的85%，简摆颚式破碎机则取给矿口宽度的75%。2.啮角啮角是指钳住矿石时可动颚板与固定颚板之间的夹角，颚式破碎机的啮角一般为20~24°。随着啮角的减小排矿口尺寸必然增大，故啮角的大小对破碎机生产能力的影响很大，适当的减小啮角，可以增加破碎机的生产能力，但又会引起破碎比的变化。3.偏心轴转速在实际生产中常用下面经验公式来确定颚式破碎机的转速。当给矿口宽度B≤1200mm的颚式破碎机，其偏心轴转速为：

n=310-145B，转/分当给矿口宽度B＞1200mm的颚式破碎机，其偏心轴转速为：

n=160-42B，转/分三.颚式破碎机生产能力和功率

1.生产能力（1）理论公式Q=60nLSdμδ/tanα

n—偏心轴转速，转/分；

L—排矿口长度，米；

S—动颚下部的水平行程，米；

d—破碎产品的平均粒度，米；

μ—破碎产品的松散系数，一般μ=0.25~0.70，破碎硬矿石，可取小值；破碎较软的矿石取大值；δ—矿石的容重，吨/米3，对于铁矿石取2.1~2.4吨/米3，对于含石英矿石取1.6吨/米3；

α—啮角。（2）经验公式Q=K1K2K3Q0Q—在设计条件下破碎机的生产能力（t/h）Q0—在标准条件下破碎机的生产能力（t/h）Q0=q0eq0—破碎机在开路破碎排矿口宽度为1mm时，破碎标准状态矿石的单位生产能力（t/mm·h），可查表得e—破碎机排矿口宽度（mm）K1—矿石可碎性系数K2—矿石密度修正系数,按下式计算：K2=γ/1.6或K2=δ/2.7γ—设计矿石的松散密度（t/m3）δ—设计矿石的密度（t/m3）K3—给矿粒度修正系数矿石可碎性系数K1值矿石性质极限抗压强度[MPa(kgf/cm2)]普氏硬度K1值硬中硬软156.9～196.1(1600～2000)78.45～156.9(800～1600)<78.45(<800)16～208～16<80.9～0.951.01.1～1.2粗碎设备的给矿粒度修正系数K3值给矿最大粒度Dmax和给矿口宽度B之比Dmax/B0.850.700.60.50.40.3K31.001.041.071.111.161.23中碎与细碎圆锥破碎机破碎比修正系数K3值标准型或中型圆锥破碎机短头型圆锥破碎机e/BK3e/BK30.60.550.400.350.9～0.980.92～1.000.92～1.061.00～1.100.40.250.150.0750.9～0.941.00～1.051.06～1.121.14～1.20闭路破碎时，破碎机生产能力按下式计算：Q’=KQQ—开路破碎时，破碎机生产能力（t/h）Q’—闭路破碎时，破碎机生产能力（t/h）K—闭路破碎系数，K=1.15~1.4，易碎性矿石取大值，难碎性矿石取小值。2.电动机功率生产中常用下列公式计算：大型颚式破碎机（900×1200mm以上）：N=BL/100~BL/120,千瓦；中、小型颚式破碎机（600×900mm以下）：N=BL/50~BL/70,千瓦；3.3.2圆锥破碎机和旋回破碎机

圆锥破碎机和旋回破碎机都是连续工作的破碎机械。它们是借助于旋摆运动的圆锥面，周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面间的物料受到挤压和弯曲来达到破碎目的的。旋回破碎机和圆锥破碎机的结构及工作原理示意图见图1-3-10(b)、图1-3-14和图1-3-15。圆锥式破碎机一、圆锥破碎机和旋回破碎机工作原理

旋回破碎机在运转时偏心套筒转动时，使锥体绕中轴连续地偏心旋回运动。活动圆锥靠近固定圆锥时，矿石受到挤压而破碎；离开时，破碎产品靠自重经排矿口排出。中、细碎圆锥破碎机生产能力大、功率消耗低、破碎比大(i=4~5)、产品粒度均匀，目前广泛用于各种硬度矿石的中碎和细碎，但不宜处理粘性物料。

在设计中进行粗碎设备选择时，当处理的矿石属片状和长条状的坚硬矿石，或需要两台甚至两台以上的颚式破碎机才能满足生产要求，而又可以用一台旋回碎矿机就能代替时，应优先选择旋回碎矿机。尤其是粗碎厂房布置在斜坡地形时，此方案更为有利。当破碎潮湿和粘性矿石时，或中、小型选矿厂，宜选用颚式破碎机。二.圆锥破碎机的主要参数

1.给矿口与排矿口宽度一般给矿口宽度B=（1.2~1.25）D2.啮角一般为20~23°3.平行带长度中碎圆锥破碎机L=0.085D

细碎圆锥破碎机L=0.16D

D—可动锥下部的最大直径

4.可动锥摆动次数旋回破碎机的转速n=160-42B，转/分B—给矿口宽度，米。中、细碎圆锥破碎机的转速n=81（4.92-D），转/分

中碎与细碎圆锥破碎机破碎比修正系数K3值标准型或中型圆锥破碎机短头型圆锥破碎机e/BK3e/BK30.60.550.400.350.9～0.980.92～1.000.92～1.061.00～1.100.40.250.150.0750.9～0.941.00～1.051.06～1.121.14～1.20三.圆锥破碎机生产能力和功率

1.生产能力同颚式破碎机2.电动机功率（1）旋回破碎机的电动机功率N=0.85D2k,千瓦；D—可动锥下部最大直径，米；K—可动锥转数的校正系数；给矿口宽度B（mm）50070090012001500K1.001.041.071.111.16旋回破碎机可动锥转数的校正系数（2）中、细碎圆锥破碎机的电动机功率N=0.85D2千瓦3.3.3辊式破碎机辊式破碎机基本结构与工作原理见图1-3-10(c)和图1-3-16。辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的辊子辊子表面可以带齿牙，称为齿辊式破碎机.1.齿辊破碎机的构造图1-3-17为双齿辊破碎机的结构图。它由对同步反向回转的齿辊、机架及传动机构等部件组成。

单齿辊破碎机的结构如图1-3-18所示。其工作原理是：大块煤给到破碎板和齿辊中间，当齿辊作逆时针回转时，大块煤在破碎腔上部被长齿轧碎，破碎后的煤块继续落在破碎腔的卜部，进步被齿辊轧碎，破碎产物从下部排出。2.齿辊破碎机的特征及其比较

为了满足大破碎比的要求，美国雷克斯诺德公司研制了四齿辊破碎机。如图1-3-19，前一个破碎机的排料是后一个破碎机的入料。3.辊式破碎机的主要参数1.啮角最大啮角33°40′~38°40′2.给矿粒度和转子直径光面辊式破碎机D≥20d

潮湿粘性物料D≥10d齿形D=（2~6）D

3.转子转速光面圆周速度2~7.7米/秒，不应大于11.5米/秒；齿面圆周速度1.5~1.9米/秒，不应大于7.5米/秒；4.生产能力Q=235μnDLeδ5.电动机功率N=KLDn，千瓦

3.3.4冲击式破碎机冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。冲击式破碎机有一个高速旋转的转子，上面装有冲击锤当物料进入破碎机后，被高速旋转的锤子击碎或从高速旋转的转子获得能量，高速抛向破碎机壁或特设的硬板而被击碎，两种破碎机的破碎方式都是冲击破碎，所不同的是在反击式破碎机中．物料受到更多次的反复冲击而破碎，具有高频冲击的特点。两种破碎机的破碎比都很大．适合于破碎脆性软物料。ImpactPlate1.锤式破碎机锤式破碎机是利用高速回转锤子的打击作用而进行破碎的。如图下图所示，工作时，铰接的锤头高速回转，对给入的大块物料进行打击，并使其抛向机体内壁的承击板上，进一步冲击破碎后，落到下向的蓖条上，粒度合格的产物从蓖条缝隙中排出，蓖条上的物料继续被锤头打击、挤压或研磨，直至全部透过蓖条为止。锤式破碎机适用于破碎脆性物料，可将煤破碎到3-13mm以下，而且保证产物中不混入过大粒度的颗粒，故在选煤厂中多用于中煤的中碎和细碎作业。2.反击式破碎机反击式破碎机的基本结构如图1-3-22所示。它与锤式破碎机的主要区别为：①反击式破碎机有反击板和较大的破碎腔．物料的破碎不仅靠锤头的冲击，更主要的是利用物料与反击板或物料与物料之间的反复冲击.②反击式破碎机的锤头固定地安装在转子上，破碎时能充分利用整个转子的能量，有利于破碎大块物料.③反击式破碎机底部没有蓖条,产物粒度由反击板与锤头间的问隙决定，所以能够避免破碎湿物料时堵塞蓖条的现象.3.主要参数

（1）转子直径和长度

D=100（d+60）/54

单转子反击式破碎机，将以上的计算结果乘以0.7倍。转子的直径与长度的比值，一般为0.5~1.2。

（2）转子的圆周速度一般来说，速度越高，排矿粒度变细，破碎比增大，但板锤和反击板的磨损加剧。所以转子的转速一般在15~45米/秒，用作粗碎取小一些，细碎取较大的速度。（3）生产能力Q=60K1C（h+e）bDnδ或Q=3600μvLaδ（4）电动机功率生产实际资料计算选择电机功率：N=KQ，千瓦K=0.5~2.0千瓦/吨经验公式：N=K1Qi1/2，千瓦3.3.5滚筒碎选机滚筒碎选机又称选择性破碎机。它在工作过程中具有破碎和筛分两种作用，并能达到分选的目的。1.滚筒碎选机的构造国内外使用的听有滚筒碎选机的结构基本类似，都是由滚筒、支承装置、传动装置和机架四部分组成。532.滚筒碎选机的应用

滚筒碎选机工作时，预筛段对原煤进行准备筛分；对不带预筛段的碎选机，可在给料槽上装一段固定筛，将末煤筛出随着滚筒转动，给入的煤块被提升板提起，转到一定角度，煤块被撞击而破碎，并透筛排出，而未被破碎的大块矸石、金属杂物及木块等，则经筛上从排料漏斗排出。我国选煤厂自行设计和制造的两种滚筒碎选机技术特征见表1-3-11。☆磨矿作用及磨矿条件确定→磨矿机认识→磨矿的工艺流程→球磨机→棒磨机→自磨机→其他（震动磨机三头研磨机等）→磨机内介质的运动规律

→磨机主要工作参数4.l概述

磨矿作业是矿石破碎过程的继续，是分选前准备作业的重要组成部分。磨矿作业是为了能把脉石从矿石中除去，并把各种有用矿物相互分开，必须将矿石磨细至0.1-0.3mm，甚至有时磨至0.05-0.074mm以下。磨矿细度与选矿指标有着密切的关系。在一定程度上，有用矿物的回收率随着磨矿细度的减小而增加。因此，适当减小矿石的磨碎细度能提高有用矿物的回收率和产量。磨矿所消耗的动力占选矿厂动力总消耗的30％以上。因此，磨矿作业在选矿工艺流程中占有很重要的地位。磨矿机的分类：按照排矿方法不同，常用的磨矿机可以分为中心排矿磨矿机和格子排矿磨矿机两种。

目前，选煤厂主要采用格子型球磨机和溢流型球磨机。如(a)所示的磨矿和分级工艺联合的流程叫闭路磨矿，它可以提高磨矿效率。与磨矿机配合使用的常用分级设备有螺旋分级机、水力旋流器等。球磨机的排矿不进入分级设备，直接进入下一作业的称为开路磨矿。4.2磨矿作用及磨矿条件的确定4.2.1磨矿机对矿石的磨矿作用在磨矿过程中，磨矿机以一定转速旋转，处在筒体内的研磨介质由于旋转时产生离心力，致使它与简体之间产生定摩擦力。摩擦力使研磨介质随着筒体旋转，井到达一定的高度。当研磨介质的自身重力(实际上是重力的向心分力)大于离心力时，研磨介质就脱离筒体抛射下落，从而击碎矿石同时，在磨矿机转动过程中，研磨介质还会有滑动现象，对矿石产生研磨作用。所以，矿石在研磨介质产生的冲击力和研磨力联合作用下得到粉碎，如右图所示。4.2.2磨矿机磨矿条件的确定磨矿机的工作参数包括临界转速、工作转速、装球质量和所需功率等。要合理而经济地选择磨矿机的这些工作参数，提高磨矿效率(每小时单位功耗处理的矿石量)和生产率，就必须研究磨矿机工作时研磨介质在筒体内的运动规律。

4.2.2磨矿机磨矿条件的确定磨矿机的工作参数包括临界转速、工作转速、装球质量和所需功率等。要合理而经济地选择磨矿机的这些工作参数，提高磨矿效率(每小时单位功耗处理的矿石量)和生产率，就必须研究磨矿机工作时研磨介质在筒体内的运动规律。

1.研磨介质在磨矿机内的运动规律

研磨介质在磨矿机中的运动状态与筒体转速及筒体衬板的摩擦系数有关。研磨介质在筒体中的运动状态基本上有下图三种。2.主要工作参数的确定(l)临界转速与磨矿机转速当磨矿机筒体的转速达到某一数值时，作用在研磨介质仁的离心力等于研磨介质的重力，研磨介质开始随筒体一起回转，这时的磨矿机转速叫临界转速。我们可以通过研磨介质的受力分析来求得磨矿机的临界转速。磨矿机筒体内研磨介质的受力情况如右图所示。设质量为m、重量为G的研磨介质一一钢球对筒壁的正压力为N，钢球以速度v随筒体一起旋转而受到的离心力为F，钢球不下落(也就是钢球不离开筒壁)的条件是：C当α=0°时如果计算的临界转速率为100%，一般球磨机的转速率大约在76%~86%之间。n=（0.76~0.86）nL(2)钢球的提升高度由于升起高度H是脱落角的函数，由图1-4-6知：H=yM+yc经计算得：H=4.5Rsin2αconα通过求H的极大值，即：dH/dα=0可得到最有利的脱落角为：α=54°44′（3）运转周期钢球作圆运动过程所用的时间为T0，经推导可得：T0=（π-2α）/（πn）钢球钢球作圆运动过程所用的时间为T1，可得：T1=sin2α/（πn）钢球运动周期为T=[（π-2α）+sin2α]/（πn）球磨机筒体运转一周，钢球的循环次数为：i=π/[（π-2α）+sin2α]当α=54°44′时，i=1.444次。（4)球磨机结构参数①筒体直径影响球磨机的处理能力一球磨机的处理能力与筒体直径的2.5-2.6次方成正比。②筒体长度影响球磨机处理能力和产品细度—球磨机的处理能力与筒体长度成正比；筒体短，磨矿产品粒度粗；筒体长，磨矿产品粒度细而功耗大。长度与直径之比常为0.75-2。③衬板形状影响处理能力—不平滑衬板的处理能力比平滑衬板的处理能力大；过厚的衬板会降低球磨机的有效容积，也降低球磨机的处理能力；衬板被磨损后，筒体直径加大，钢球充填率显得偏低，使处理能力减小，故应适当增加装球量。(5)球磨机工作条件的确定球磨机研磨介质的性质、充填率以及矿浆浓度等因素均对磨矿效果影响较大。①研磨介质的性质——在其他条件不变